01.06.2020

Проблемы электромагнитной совместимости технических средств в вопросах защиты информации

Петровичев Александр Александрович
Заместитель начальника ИЛ ЭМС
АО «ТЕСТПРИБОР»>
www.test-expert.ru

В вопросе защиты информации неочевидную, но важную роль играет проблема электромагнитной совместимости (ЭМС). Любое электронное технические средство (ТС) всегда находится в прямом или косвенном взаимодействии с другой электроникой, при этом всегда существует риск их взаимного негативного влияния. Рассмотрим его подробнее.

Виды помех и их влияние на работу ТС

Когда речь идёт об электромагнитных помехах, подразумевают две большие группы: наведённые помехи и излучаемые. Эти группы также делятся надвое: кондуктивные помехи, то есть, наблюдаемые в линиях связи, и помехи, наведённые электромагнитным полем.

В линиях связи и питания ТС могут возникнуть импульсы напряжения. Они различаются по своей форме, длительности, уровню воздействия и по природе происхождения. Проще говоря, импульсы могут быть как естественными (удар молнии), так и искусственными (импульсы при коммутации или преднамеренный ввод импульса напряжения). Импульсы с большой энергией могут стать причиной выхода ТС из строя.

Также в цепи питания могут возникать помехи, связанные с качеством электроэнергии. Нередки провалы или, наоборот, всплески напряжения, пульсации, если идёт речь о линиях постоянного тока, или дрейф частоты напряжения, если идёт речь о системе переменного тока. Изменение показателей качества электропитания также может вызвать сбои и ошибки в работе ТС.

Приведённые выше примеры относятся к наведенным кондуктивным помехам. В ходе своей работы ТС может оказаться под действием электрических и/или магнитных полей. В случае больших значений напряженности поля есть риск сбоев или отключений ТС.

Наконец, любое работающее электронное устройство является не только приёмником помех, но и их источником. В случае, если помехоэмиссия превышает установленные нормы, могут возникнуть сбои в работе других устройств, работающих рядом с создающим помехи ТС, даже если они не связаны напрямую.

Проще говоря, нарушение норм требований в части ЭМС создаёт риск неправильного функционирования ТС или, в худшем случае, выхода их из строя. В свою очередь, если на рассматриваемых устройствах лежит задача передачи, обработки и хранения информации, функция эта выполняться не будет. Даже небольшой и несерьёзный с точки зрения схемотехники сбой может отрицательно сказаться на обработке массивов данных.

Решения

Разумеется, проблема ЭМС - предмет многолетнего обсуждения, и работа в этой области не прекращается.

Уже создано и опробовано большое количество решений, позволяющих как защитить ТС от всевозможных помех, так и сократить помехоэмиссию до допустимых норм. Это могут быть как схемотехнические решения (защитные входные каскады и фильтры), так и конструктивные (использование экранированных кабелей и создание корпусов с учётом требований ЭМС).

Тем не менее, каждый день происходит запуск в производство новых устройств, каждое из которых, имеет уникальные характеристики: и рабочие, и с точки зрения ЭМС. Их внедрение требует собственного подхода в обеспечении соответствия требованиям норм по помехоэмиссии и стойкости к электромагнитным воздействиям. Нередки случаи, когда отработанные годами решения перестают работать с новыми устройствами - ввод в эксплуатацию новых устройств обязательно должен сопровождаться оценкой электромагнитной обстановки.

Проведение испытаний

Разработчик объекта может провести прогнозирование электромагнитной обстановки ещё на стадии проектирования, прибегнув к математическому расчёту или компьютерному моделированию. Современные вычислительные средства позволяют получить картину, максимально близкую к реальной, однако этот метод не даст определённого ответа на вопрос, будет ли ТС штатно функционировать, если окажется подверженным действию электромагнитных помех.

Есть только один способ однозначно это определить - провести натурные испытания. Современное оснащение испытательных лабораторий позволяет воссоздать в них условия реальной работы ТС и имитировать возможные виды воздействия, которым ТС может быть подвергаться.

С помощью генераторов и устройств ввода имитируются различные наведенные помехи: от помех звуковых частот до импульсов переходных процессов, вызванных молнией. Комплексы имитации сетей электроснабжения позволяют воссоздать любые требуемые показатели качества электроэнергии, в том числе, провалы, прерывания и всплески напряжения, дрейф частоты и пульсации. Применение излучающих антенн и магнитных катушек дают возможность имитировать электрические и магнитные поля с требуемым уровнем напряженности.

В ту же очередь, наличие в лаборатории экранированной камеры и соответствующих средств измерения позволяет достоверно оценить уровень помех, создаваемых ТС в различных режимах его работы. Результаты измерений позволяют оценить, насколько серьёзное влияние может оказать ТС на другие работающие с ним устройства.

Испытательная лаборатория АО «ТЕСТПРИБОР» обладает достаточным техническим оснащением, для проведения всего спектра испытаний на соответствие требованиям по ЭМС. По результатам испытаний составляются протоколы, которые являются основанием для получения сертификата соответствия испытанного изделия.

В состав испытательного оборудования лаборатории входят комплексы, имитирующие различные виды электромагнитных помех: кондуктивные и наведённые электромагнитным полем. Технические возможности лаборатории позволяют реализовать имитацию систем электроснабжения как постоянного, так и переменного тока с требуемыми показателями качества электроэнергии. Наконец, лаборатория достаточно оснащена для проведения измерений помех, создаваемых устройством.